作為一個土木學子,我們的目標是成為一名優(yōu)秀的土木工程師,因此我們想通過參加這樣的一次結(jié)構(gòu)設(shè)計大賽,提前感受下“工程師”的滋味。我們設(shè)計并制作了這座模型橋。這座橋,我們采用了懸索與斜拉結(jié)合的方式固定,使橋身更具有力度感。橋梁設(shè)計的基本要求有:安全可靠,適用耐久,經(jīng)濟合理,美觀。橋梁設(shè)計的基本原則
橋梁是鐵路、公路或城市道路的重要組成部分,特別是大、中橋梁的建設(shè)對當?shù)卣巍⒔?jīng)濟、國防等都具有重要意義。因此,公路橋梁應(yīng)根據(jù)所在公路的作用、性質(zhì)和將來發(fā)展的需要,除應(yīng)符合技術(shù)先進、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟合理的要求外,還應(yīng)按照美觀和有利環(huán)保的原則進行設(shè)計,并考慮因地制宜、就地取材、便于施工和養(yǎng)護等因素。
1.安全可靠
(1)所設(shè)計的橋梁結(jié)構(gòu)在強度、穩(wěn)定和耐久性方面應(yīng)有足夠的安全儲備。
(2)防撞欄桿應(yīng)具有足夠的高度和強度,人與車流之間應(yīng)設(shè)防護欄,防止車輛撞人人行道或撞壞欄桿而落到橋下。
(3)對于交通繁忙的橋梁,應(yīng)設(shè)計好照明設(shè)施,并有明確的交通標志,兩端引橋坡度不宜太陡,以避免發(fā)生車輛碰撞等引起的車禍。
(4)對于河床易變遷的河道,應(yīng)設(shè)計好導(dǎo)流設(shè)施,防止橋梁基礎(chǔ)底部被過度沖刷;對于通行大噸位船舶的河道,除按規(guī)定加大橋孔跨徑外,必要時設(shè)置防撞構(gòu)筑物等。
(5)對修建在地震區(qū)的橋梁,應(yīng)按抗震要求采取防震措施;對于大跨柔性橋梁,尚應(yīng)考慮風振效應(yīng)。
2.適用耐久
(1)橋面寬度能滿足當前以及今后規(guī)劃年限內(nèi)的交通流量(包括行人通道)。
(2)橋梁結(jié)構(gòu)在通過設(shè)計荷載時不出現(xiàn)過大的變形和過寬的裂縫。
(3)橋跨結(jié)構(gòu)的下方要有利于泄洪、通航(跨河橋)或車輛(立交橋)和行人的通行(早橋)。
(4)橋梁的兩端要便于車輛的進入和疏散,而不致產(chǎn)生交通堵塞現(xiàn)象等。
(5)考慮綜合利用,方便各種管線(水、電氣、通信等)的搭載。
3.經(jīng)濟合理
(1)橋梁設(shè)計應(yīng)遵循因地制宜,就地取材和方便施工的原則。
(2)經(jīng)濟的橋型應(yīng)該是造價和養(yǎng)護費用綜合最省的橋型。設(shè)計中應(yīng)充分考慮維修的方便和維修費用少,維修時盡可能不中斷交通,或使中斷交通的時間最短。
(3)所選擇的橋位應(yīng)是地質(zhì)、水文條件好,并使橋梁長度較短。
(4)橋梁應(yīng)考慮建在能縮短河道兩岸運距的位置,以促進該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展,產(chǎn)生最大的效益。對于過橋收費的橋梁就能吸引更多的車輛通過,達到盡快回收投資的目的。
4.技術(shù)先進
在因地制宜的前提下,橋梁設(shè)計應(yīng)盡可能采用成熟的新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備、新材料和新工藝。在注意認真學習國內(nèi)外的先進技術(shù)、充分利用最新科學技術(shù)成就的同時,努力創(chuàng)新,淘汰和摒棄原來落后和不合理的設(shè)計思想。只有這樣才能更好地貫徹適用、經(jīng)濟、安全、美觀的原則,提高我國的橋梁建設(shè)水平,趕上和超過世界先進水平。 5.曼觀
一座橋梁應(yīng)具有優(yōu)美的外形,而且這種外形從任何角度看都應(yīng)該是優(yōu)美的。結(jié)構(gòu)布置必須簡練,并在空間上有和諧的比例。橋型應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào),城市橋梁和游覽區(qū)的橋梁,可較多地考慮建筑藝術(shù)上的要求。合理的結(jié)構(gòu)布局和輪廓是橋梁美觀的主要因素,另外,施工質(zhì)量對橋梁美觀也有很大影響。
6.環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展
橋梁設(shè)計應(yīng)考慮環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求。從橋位選擇、橋跨布置、基礎(chǔ)方案、墩身外形、上部結(jié)構(gòu)施工方法、施工組織設(shè)計等全面考慮環(huán)境要求,采取必要的工程控制措施,并建立環(huán)境監(jiān)測保護體系,將不利影響減至最小。
目錄一、設(shè)計說明書............................................................................................................................. 4 1 方案構(gòu)思.................................................................................................................................... 4 1.1作品名................................................................................................................................. 4 1.2造型..................................................................................................................................... 4 2 結(jié)構(gòu)選型.................................................................................................................................... 4 2.1設(shè)計準則............................................................................................................................. 4 2.2整體選型............................................................................................................................. 4 3 材料試驗.................................................................................................................................... 4 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計.................................................................................................................................... 5 4.1結(jié)構(gòu)整體布置圖................................................................................................................. 5 4.2構(gòu)件尺寸詳細設(shè)計............................................................................................................. 5 4.3構(gòu)造(節(jié)點)設(shè)計圖......................................................................................................... 5 4.4 模型三維效果圖................................................................................................................ 8 5 特色處理.................................................................................................................................... 8 6 制作工藝.................................................................................................................................... 9 二、模型計算書............................................................................................................................. 4 7 計算模型.................................................................................................................................... 9 7.1模型簡化............................................................................................................................. 9 7.2荷載模擬............................................................................................................................. 9 8 內(nèi)力分析.................................................................................................................................... 9 8.1靜力荷載工況下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力............................................................................................. 9 8.2移動荷載工況下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力............................................................................................. 9 8.3結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)分析............................................................................................................. 9 9 構(gòu)件驗算.................................................................................................................................... 9 9.1材料參數(shù)............................................................................................................................. 9 9 承載力估算............................................................................................................................. 10 參考文獻...................................................................................................................................... 10
一、 設(shè)計說明書
1 方案構(gòu)思
1.1作品名
我們的作品取名“索知橋”,是因為橋是連接兩個地區(qū)的工具,我們想借此去探索未知領(lǐng)域,不斷超越。
1.2造型
2 結(jié)構(gòu)選型
2.1設(shè)計準則
結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本準則是:使結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力安全儲備和充分的剛度,以保證建筑在施工期和使用期內(nèi)的安全。橋梁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計準則是在結(jié)構(gòu)設(shè)計基本準則的基礎(chǔ)上,結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)的特點,要做到安全可靠,適用可靠,經(jīng)濟合理,美觀。
2.2整體選型
懸索與斜拉結(jié)合,同時下方用三角固定。
3材料試驗
我們在做第一個模型的過程中,發(fā)現(xiàn)了很多的問題,包括節(jié)點的連接、桿件的長度裁剪應(yīng)注意的地方,并將心得記下。為以后的設(shè)計提供參考。
3.1材料力學性能指標
表1-3-1.230克白卡紙彈性模量表
名稱種類
層數(shù)
彈性模量(MPa)
230克白卡紙
1
56.9
2
148.2
其他未知
3.2模型稱重
3.2模型的模擬加載試驗
為了對模型的最大水平加載做到心中有數(shù),我們將自己所做的第一個模型用啞鈴和繩子模擬進行了加載試驗,結(jié)果還算令人滿意。
4 結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1結(jié)構(gòu)整體布置圖
4.2構(gòu)件尺寸詳細設(shè)計
橋?qū)?60mm,橋長1200mm,橋塔高210mm.
4.3構(gòu)造(節(jié)點)設(shè)計圖 ……
4.4 模型三維效果圖……
5 特色處理……
橋墩處用鉆孔的方法連接,增加穩(wěn)定性。同時下方采用三角的方式進行固定,增強力度感。
6 制作工藝……
略
二、 模型計算書
7計算模型
7.1模型簡化
由于計算機模擬分析模型的局限性,我們未對計算模型進行了簡化和假定,
以下略。
7.2荷載模擬
由于缺少材料的許多參數(shù),我們不能準確的分析出模型的受力特性,故只能定性的得出結(jié)論。從而比較得出哪根桿件受軸力、剪力最大,那個地方受彎矩最大。進而對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化!
8 內(nèi)力分析
8.1豎向靜力荷載工況下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力
略
8.2水平荷載工況下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力……
略
8.3結(jié)構(gòu)加載合作用分析……
略
9 材料參數(shù)……
6*6的木條;2*6的木條,薄木板
10 承載力估算
對于橋梁承重,重點在橋梁的薄弱點上,比如是倆橋墩之間的地方,最容易斷裂。因此處應(yīng)重點加固。
參考文獻
[1]孫訓芳,方孝淑,關(guān)來泰編.材料力學(Ⅰ、Ⅱ). 北京:高等教育出版社,20XX.8
[2]哈工大理論力學教研室 編.理論力學(Ⅰ、Ⅱ). 高等教育出版社,20XX.2
[3]蘇彥江,趙建昌主編.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理. 北京:中國鐵道出版社,20XX
[4]R.C.Hibbeler著.畢繼紅譯.結(jié)構(gòu)分析. 電子工業(yè)出版社,20XX.11
[5]陳寶勝編著.建筑結(jié)構(gòu)選型(增訂版). 同濟大學出版社,20XX.8